試述煤礦安全生產監控與通信技術

天地(常州)自動化股份有限公司 蔣 銳

試述煤礦安全生產監控與通信技術

天地(常州)自動化股份有限公司 蔣 銳

我國是煤炭生產大國，煤礦行業發展迅速為我國經濟增長起到巨大推動作用，但是由于煤礦生產安全管理水平較差，安全問題一直困擾著整個煤礦行業，煤炭生產安全形勢十分嚴峻，為有效改善礦山安全事故等緊急事務的處理能力，綜合了通信、計算機、網絡技術建立的煤礦安全生產監控與通信技術成為我國落實煤炭產業安全生產重要基礎，始終為煤礦行業發展提供驅動力。本文對煤礦安全生產監控與通信技術進行簡要闡述，討論了煤礦安全生產監控與通信技術應用及其發展趨勢。

煤礦；安全生產；監控與通信技術

1 引言

煤炭資源作為我國經濟發展的基礎有非常重要的作用，已經成為我國經濟發展和人民群眾日常生活密不可分的一部分，但煤礦行業存在的安全問題不僅成為了煤礦企業的困擾還引發了較為普遍的關注，安全對煤礦生產的重要性是不言而喻的，需要采取各種措施和手段進行保障，其中煤礦安全生產監控與通信技術是較為成熟的措施之一，在煤礦生產當中發揮著巨大作用[1]。

2 我國當前煤礦安全生產監控與通信技術現狀

相關部門針對煤礦生產特點提出具有較高可行性安全生產監控與通信技術，其中包括現場總線本質安全防爆、煤礦監控信息傳輸、煤礦監控數據處理、斷電控制、饋電狀態監測、開關電源本質安全防爆、礦用本質安全防爆電源、備用電源連接等方式內容，制定了一系列滿足煤礦安全生產監控技術標準，建立了生產過程中及時發現問題并有效解決的監控系統。

通過信號采集、計算機監控、數據通信方式對煤礦生產進行監控，并且相對簡便的線路連接就可以滿足煤礦惡劣的生產環境具有良好的通用性，不僅實現了對煤礦生產活動的監督，更為煤礦生產安全監控提供了便利條件，煤礦安全生產監控與通信技術系統主要包括：安全生產監控技術及系統、井下人員定位技術及系統、移動通信技術及系統三大部分[2]。

2.1 安全生產監控技術及系統

煤礦安全生產監控系統和技術需要根據煤礦井下環境進行選擇確定，對于傳輸距離遠、井下電氣環境復雜的情況，可采用樹形結構來布設煤礦安全生產監控系統及安裝；對于電網電壓變化范圍大、作業環境惡劣的環境，要采用遠程供電方式替代煤礦安全生產監控系統傳感器。

2.2 井下人員定位技術及系統

普通的GPS定位信號無法全面覆蓋井下通道，這就對煤礦井下人員定位技術及系統提出更高要求，一般井下人員定位識別卡位移速度應大于等于五米每秒，安全生產監控系統分站與井下人員定位識別卡無線傳輸距離不得低于十米，井下人員定位識別卡并發數量大于等于八十，總安裝數量不少于八千。煤礦安全生產監控系統為井下生產作業人員提供位置檢測系統，特別是井下作業過程中出現事故問題，井下人員位置檢測系統可以檢測到人員具體位置，便于營救人員及時、準確開展救援工作，減少人員損失，同時井下人員位置檢測系統還可提升生產管理工作，讓管理人員及時了解井下人員位置和出勤情況，以便更好的安排工作。

2.3 移動通信技術及系統

移動通信技術及系統需要覆蓋全礦井范圍，因為煤礦作業無線傳輸損耗量大，需要較強的抗干擾能力，同時各個礦井無線傳輸的特點和規律是不同的，在移動通信技術及系統應用布設過程中需要充分考慮煤礦工作環境對移動通信及其他環境方面的需求，確定全礦井移動通信系統及其技術的應用方式，充分結合現代無線網絡技術發揮作用[3]。

3 煤礦安全生產監控與通信技術未來發展

3.1 人員精確定位技術

煤礦井下生產發生安全事故時，為能及時進行有效的應急救援處理，需要對井下人員具體位置進行精確定位，因為只有精準的人員定位才能為應急救援提供良好的條件，爭取更多的時間，挽救更多人的生命，現階段煤礦井下主要采用的人員定位技術是部分功能的移動設備（RFD）和漏泄電纜等方式，一定程度上實現井下人員位置監測，遏制了超定員生產作業狀況，但是這些技術與系統無法實現人員精確定位，不滿足事故救援要求，因此人員精確定位技術是煤礦安全生產監控與通信技術未來發展的主要方向之一。

3.2 建立礦用物聯網系統

普通的煤礦安全生產監控工作仍需完善，現階段國家倡導了物聯網技術可以進行有效應用，建立完善的礦用物聯網系統，將煤炭生產過程中所需的物資進行整合，對比物資質量、價格、特點，為煤炭生產提供自主選擇機會，通過礦用物聯網結合煤礦實際，選取最優物資，充分降低生產成本，實現資源優化配置，為煤礦行業提供安全生產技術交流與學習的平臺，滿足國家對煤礦行業生產流程的監督要求。

3.3 建立煤礦一體化通信技術與系統

煤礦一體化通信技術與系統具有生產調度、報警聯動、應急擴音通信、緊急呼叫、避險與逃生聲光提示、位置監測等功能，為煤礦安全生產監控提供良好的技術支持，可對煤礦安全生產進行全方位監控，具有優越的通信功能保障交流暢通，管理人員借助煤礦一體化通信技術與系統可對生產過程中出現的問題及時進行糾正，并加以指導完善，充分落實相關工作規劃，同時在發生安全事故的情況下能使相關人員及時與救援人員進行溝通，解除安全隱患，降低安全問題帶來的人身與財產損失[4]。

3.4 引入地面遙控技術

煤礦生產過程中，采掘工作面是事故多發地點，需要煤礦監控、通信、機械化升級等渠道盡量減少工作面作業人員數量，將人員集中在相對安全的施工地點進行作業，其他部分通過地面遙控技術來完成，在這個過程中需要煤巖分界識別技術和儀器的配合，通過研究液壓支架、采煤機、刮板輸送機精確定位技術，提升監控可靠性，充分節約人力資源，降低煤礦生產事故的發生幾率。

3.5 完善生命探測技術

除基本的人員精確定位技術外，還需要生命探測技術提供支持，因為生命探測技術及相關裝置是保障事故處理速度的重要設施，能有效提升事故救援速度，提升人員生還幾率，由于煤礦井下無線傳輸衰減大、電氣防爆要求高，在地面使用的大量技術在井下受到限制，難以直接應用，為解決這一問題需要充分了解煤礦井下生產工藝環境，研究設計出適應煤礦井下生命探測的技術與設備。

3.6 應用重大災害預警技術

煤礦生產環境極易出現重大災害，不僅影響正常生產，還可能造成巨大的經濟損失、人員傷亡，因此，重大災害預警技術是煤礦安全生產的有力保障，現有的煤礦安全生產監控與通信技術系統具有實時檢測、斷電、報警等功能，部分系統能有效應對井下沖擊、水災、瓦斯等環境，針對這些重大災害有一定的預警功能，但是準確率仍舊不能讓人滿意，無法充分滿足煤礦安全生產的需要，為提高重大災害預警準確性，基于煤礦安全生產監控與通信技術系統研發水災、瓦斯和沖擊地壓等重大災害預警技術，提高了礦山生產安全。

4 結語

我國煤炭產業發展迅速，市場繁榮，但是無論煤炭產業發展到何種程度，安全問題仍舊是一大焦點，值得不斷探索、完善推動產業發展的同時提供生產安全性，減少生產過程中出現的各類安全事故，這同時需要社會對煤礦生產的安全問題引起足夠的關注與重視，在煤礦生產過程中，充分應用安全生產監控與信息技術，開發礦用物聯網技術，建立一體化通信技術，引入地面遙控技術，實現煤礦生產工作現代化、信息化管理，充分完善煤礦行業安全監督管理體系，推動我國煤炭產業科學快速發展，為我國經濟發展和改善人民群眾生活提供良好支持。

[1]孫繼平.煤礦自動化與信息化技術回顧與展望[J].工礦自動化,2010(6):26.

[2]馬麗.芻議煤礦安全生產監控與通信技術[J].技術與市場,2014(6):109.